Организация учета энергоносителей на источниках теплоты в

А. А. Карташев, В.И. Мартынов
Организация учета энергоносителей на источниках теплоты, в бюджетной и жилищнокоммунальной сфере г. Сургута
Сотрудники нашего предприятия более десяти лет занимаются внедрением систем
телемеханики и приборным учета газа на нефтяных месторождениях Западной Сибири.
Последние годы мы занимаемся организацией учета энергоносителей на городских
котельных, ЦТП и ИТП.
К решению задачи учета энергоносителей для Cургутских городских тепловых сетей
(ГТС) был применен комплексный подход. Кроме собственно учета энергоресурсов, была
поставлена и решена задача удаленного сбора информации о производстве и потреблении
энергоресурсов на сервер Заказчика и организация доступа к этой информации с
автоматизированных рабочих мест.
В 2002 году был реализован учет потребления газа и выработки тепловой энергии на
14 котельных ГТС. В качестве расходомеров для учета газа применены сужающие
устройства (диафрагмы), в качестве вычислителей – прибор УВП-280 производства СКБ
«Промавтоматика», г. Зеленоград. Канал связи узлов учета с центральным диспетчерским
пунктом – УКВ радиостанции.
В 2003 году в рамках программы диспетчеризации на 20 объектах городских
тепловых сетей - ЦТП и подмешивающих станциях смонтированы узлы учета: 12 узлов
учета холодной воды и 8 узлов учета подпитки теплоносителя в квартальные сети от
поставщиков тепла – Сургутских ГРЭС. Расходомеры - турбинные для холодной воды и
ультразвуковые - для учета подпитки теплоносителя. Вычислители и канал связи те же.
В 2004 году по контракту городской администрации с Европейским банком
реконструкции и развития на 11 ЦТП городских тепловых сетей была проведена
реконструкция с применением энергосберегающих технологий и учетом потребления
энергоресурсов. К этому времени специалисты ГТС наработали некоторый отрицательный
опыт применения теплосчетчиков на базе электромагнитных расходомеров и искали им
альтернативную замену. Двухлетняя безотказная эксплуатация
вихреакустических
расходомеров
«Метран-300ПР» на двух городских котельных определила выбор.
Расходомеры вихреакустические «Метран-300ПР» обладают достаточной надежностью,
относительно малыми гидравлическими потерями, приемлемым динамическим диапазоном
измерения. К минусам можно было бы отнести достаточно большие прямые измерительные
участки 10D до и 5D после преобразователя расхода.
Надежность преобразователей давления «Метран-55ДИ» и подтверждение ими
заявленных изготовителем характеристик в процессе периодических поверок
метрологической службой ГТС явилось достаточным аргументом для применения этого
оборудования в составе теплосчетчика.
В
качестве
преобразователей
температуры
применены
комплекты
термосопротивлений КТСП «Метран-206». Немаловажным фактором явилось и наличие в
городе
представительства
промышленной
группы
«Метран»,
оперативно
и
квалифицированно реагирующего на все возникающие вопросы (комплектация, поставка
продукции, телефонные консультации специалистов завода и т.п.).
Опыт эксплуатации узлов учета подтвердил правильность выбора вышеуказанного
оборудования. На указанных выше объектах в 2004 году для сбора данных использованы
скоростные каналы связи ОАО «Сургуттел» и применена Интернет IP-технология.
В настоящее время в Сургутских городских тепловых сетях эксплуатируются
следующие узлы учета энергоресурсов:
- 14 узлов на котельных города, где осуществляется учет произведенной тепловой
энергии и количество затраченного на это газа;
- 52 узла на центральных тепловых пунктах (ЦТП), подмешивающих станциях и
контрольно-распределительных пунктах, обеспечивающих теплом и водой жилые
микрорайоны города;
- 25 узлов общедомового учета (потребляемая тепловая энергия, холодная и горячая
вода).
В текущем году планируется ввести в эксплуатацию еще 26 узлов учета
энергоресурсов на ЦТП и более 40 узлов общедомового учета.
Для учета потребления тепловой энергии в системах отопления на ЦТП применяется
формула для открытой системы:
Q= G1(h1-hx) – G2 (h2-hx),
где hx- энтальпия холодной воды при 5ºС.
Фактические потери на внутриквартальных сетях небольшие, в пределах 1%
погрешности расходомера, разность температур более 20 градусов, поэтому с
метрологической точки зрения учет потребляемой тепловой энергии производится с
достаточно малой погрешностью.
Для учета расходования тепловой энергии на подогрев воды в контуре ГВС на ЦТП
применяется формула для открытой системы:
Q= G1 (h1-h2) + Gп (h2-hп),
где hп- энтальпия холодной воды для подпитки контура ГВС.
Реальные измерения температуры холодной воды показывают, что она ниже
рекомендованной для расчетов (5ºС). Вода для холодного водоснабжения в Сургуте берется
из артезианских скважин. Так в марте среднемесячная температура холодной воды на
ЦТП-51 составила 1.98ºС.
С учетом факта отпуска тепловой энергии ГВС потребителям по расчетному
значению 5ºС, поставщик ГВС оказывается в убытке.
В настоящее время службами городских тепловых сетей ведется подготовительная
работа для перезаключения договоров на поставку ГВС с учетом реальной температуры
холодной воды.
Несколько слов о вычислителе в составе теплосчетчика. В качестве вычислителя был
выбран вычислитель УВП-280 производства СКБ «Промавтоматика» (г. Зеленоград).
Вычислитель выпускается как в одноблочном так и в многоблочном варианте - блок
вычислений (БВ) плюс выносные блоки ПИК-УВП. Блоки ПИК-УВП в количестве от 1-го
до 4-х обеспечивают подключение различного количества датчиков расхода, давления и
температуры, что позволяет оптимальным образом реализовать практически любую схему
учета.
Применение вычислителя УВП-280, позволяет:
• минимизировать затраты по организации верхнего уровня системы учета, за счет
интеграции в существующую систему контроля и управления объектами;
• осуществлять контроль значений технологических параметров объекта, так как
вычислителе реализована функция ведения отчетов нештатных ситуаций (выход
значения параметров за уставку, ошибка питания и др.).
Специально для учета энергоресурсов жилого дома и ЦТП был разработан и выпускается
блок ПИК2 со следующим количеством входов для подключения первичных
преобразователей:
• преобразователи температуры с выходными характеристиками ТСМ50(100),
ТСП50(100,500) – 6;
• преобразователи с выходным сигналом тока 0-5, 0-20, 4-20 мА – 6;
•
преобразователи объема (массы) с выходным числоимпульсным сигналом – 7.
Такой набор входов позволяет обеспечить подключение первичных датчиков для
учета всех энергоресурсов жилого дома:
- учет тепловой энергии на отопление, вентиляцию горячее водоснабжение;
- учет массового расхода ГВС и ХВС;
- учет расхода газа.
Отсутствие жесткой привязки входов вычислителя и типов датчиков позволяет
запрограммировать вычислитель на любые возможные конфигурации трубопроводов при
оптимальном использовании всех ресурсов вычислителя.
Программное обеспечение вычислителя позволяет описывать узлы учета от 1-го до 9ти трубопроводов. На базе этих трубопроводов в вычислителе возможно последующее
описание практически любой тепловой системы, в том числе по заказу.
Вычислитель позволяет вести учет различных энергоносителей, в т.ч. вода, пар, газ.
Таким образом, программное обеспечение вычислителя решает задачу учета всех
энергоресурсов для таких объектов, как жилой дом или котельная. Вычислители УВП-280
могут объединяться в локальную сеть как между собой, так и с программируемыми
логическими контроллерами (ПЛК).
В частности, контроллеры обеспечивают погодное регулирование в системе
отопления с учетом температуры наружного воздуха, поддержание температуры ГВС,
контроль технологического процесса и
управление исполнительными механизмами
(насосами и электроклапанами). Объединение на объектах вычислителей и контроллеров
позволяет использовать общие каналы связи для диспетчеризации и коммерческого учета
энергоресурсов.
Для этого используется аппаратно-программный комплекс «Телескоп+»,
обеспечивающий сбор информации со всех объектов в единый диспетчерский пункт по
радиоканалу и городской оптоволоконной сети. «Телескоп+» обеспечивает мониторинг
процессов на объектах. Информация отображается на экране пульта управления (ПУ) в
числовой, текстовой или графической форме на фоне мнемосхемы объектов в режиме
реального времени.
Автоматизированные рабочие места, объединенных с ПУ по сети Ethernet, дают
возможность получать всю информацию о состоянии узлов учета и обрабатывать базу
данных по всем объектам, не прерывая сбора данных по сети телемеханики.
Диспетчер может дистанционно изменить параметры регулирования любого контура
регулирования ЦТП (тепловая сеть, холодное водоснабжение, горячее водоснабжение).
Параллельно с работой в городских тепловых сетях в Департаменте ЖКХ проведена
определенная работа по удаленному сбору информации в центральном жилом районе города
с эксплуатируемых теплосчетчиков общедомового учета производства ЗАО «Теплоком»
г.Санкт-Петербург. Каналы связи - городская оптоволоконная сеть.
Аналогичная работа проводится для учета потребления энергоресурсов школами и
детскими дошкольными учреждениями города. В этом случае в качестве канала связи
используется коммутируемая телефонная линия.
Сведения об авторах:
1. Карташев Александр Анатольевич, директор ООО «Микром» г. Сургут Тел/факс
(3462) 26-73-55; E-mail: kaa@microm.ru
2. Мартынов Виктор Иванович, главный инженер ООО “Микром”, г. Сургут. Тел/факс
(3462) 26-73-55 E-mail: mvi@microm.ru